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JP2008047558A - 反り抑制ウエハ研削用粘着シート - Google Patents

反り抑制ウエハ研削用粘着シート Download PDF

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JP2008047558A
JP2008047558A JP2006218681A JP2006218681A JP2008047558A JP 2008047558 A JP2008047558 A JP 2008047558A JP 2006218681 A JP2006218681 A JP 2006218681A JP 2006218681 A JP2006218681 A JP 2006218681A JP 2008047558 A JP2008047558 A JP 2008047558A
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sensitive adhesive
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meth
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JP2006218681A
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Toshiaki Shintani
寿朗 新谷
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

【課題】半導体ウエハ裏面研削工程において、半導体ウエハを極薄にまで研削する場合や、大口径ウエハの研削を行う場合であっても、半導体ウエハに湾曲(反り)を生じさせずに作業を行うことができる半導体ウエハ加工用粘着シートを提供する。
【解決手段】基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、60℃で10分間放置後の熱収縮率が2%以下である半導体ウエハ加工用粘着シート。該シートのシリコンウエハへの貼付試験において、粘着シートの伸び率は2%以下であることが望ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体ウエハ加工用粘着シートに関し、特に、半導体ウエハを極薄にまで研削する際に好適に使用される半導体ウエハ加工用粘着シートに関する。
近年、種々のパッケージ及びICカードの普及が進み、半導体ウエハ等の電子部品は、さらなる薄型化が望まれている。このため、従来は厚さが350μm程度であった半導体チップを、厚さ75〜150μm、あるいはそれ以下まで薄くする必要が生じている。また、生産性向上のために、ウエハのさらなる大口径化が検討されている。
半導体ウエハの製造において、回路パターン形成後にウエハ裏面を研削することは従来より行われており、その際、回路面に粘着シートを貼付して、回路面の保護及びウエハの固定を行い、裏面研削を行っている。従来、この用途には、エチレン−酢酸ビニル共重合体あるいはポリエチレン等の軟質基材上に粘着剤が塗工されてなる粘着シートが用いられていた。しかし、特定の軟質基材を用いた粘着シートでは、貼付時にかける張力が残留応力として蓄積してしまう。また、ウエハ裏面研削工程やその後のいわゆるドライポリッシュやCMPと呼ばれる処理工程時に発生する熱により粘着シート、主に基材の熱収縮が発生し、これによる内部応力が発生する。ウエハが大口径の場合は極薄に研削すると、ウエハの強度よりも粘着シートの上記残留応力及び発生応力が勝り、この残留応力を解消とする力によってウエハに反り(湾曲)が生じてしまう問題がある。
このため、極薄ウエハや大口径ウエハの保護用粘着シートの基材として、硬質基材の使用が検討されているが、硬質基材を用いた粘着シートをウエハから剥離しようとすると、基材の剛性のため、剥離時に加えられる力がウエハにまで伝わり、極薄までの研削により脆くなっているウエハを破損するおそれがある。また、硬質基材を用いた粘着シートの場合、テープ貼付時のテープカットにおいてカッターが摩耗しやすいため、カットの品質を保つことが難しく、結果的に極薄研削時にウエハが破損しやすいという問題が発生している。
上記諸問題を解決し、半導体ウエハの極薄までの研削に好適に使用できる粘着シートとして、粘着シートの引張試験において、10%伸張時の応力緩和率が、1分後で40%以上である粘着シートが提案されてる(特許文献1)。しかし、該粘着シートは、基材を構成する材料を製造する工程や、基材フィルムを製造する工程が煩雑であり、結果的に完成した粘着シートは非常に高価なものとなってまう。又、該粘着シートの諸特性は、大口径半導体ウエハの裏面研削加工用粘着シートとして優れているが、必ずしも最適なものではない。
特開2000−150432号公報
本発明は、半導体ウエハの裏面研削工程や後処理工程において、大口径ウエハを極薄にまで研削する際であっても、ウエハを湾曲させずに保持し、研削を行うことが可能な半導体ウエハ加工用粘着シートを、簡易な製作工程により、安価に提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、半導体ウエハ裏面研削工程におけるウエハ湾曲の発生は、半導体ウエハ加工用粘着シートの熱収縮率、シート伸張時の応力、応力緩和率及び被着体への貼付時の伸び率の4つの特性と特に関係が深く、これらの特性のうち少なくとも1つを適切な範囲に調整することにより、ウエハ湾曲を抑制し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、60℃で10分間放置後の該粘着シート又は基材の熱収縮率が2%以下である半導体ウエハ加工用粘着シートを提供する。このような粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験における粘着シートの伸び率は2%以下であることが望ましい。
本発明はまた、基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートの引張試験において、2%伸張時の応力緩和率が、1分後に20%以上である半導体ウエハ加工用粘着シートを提供する。該粘着シートの2%伸張時の応力緩和率は、10分後に25%以上であることが望ましい。
本発明は又、基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートの引張試験において、2%伸張直後の単位面積あたりの応力が、4.5N/20mm2以上である半導体ウエハ加工用粘着シートを提供する。
本発明はさらに又、基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験において、粘着シートの伸び率が2%以下である半導体ウエハ加工用粘着シートを提供する。
基材は異なる材料からなる2以上の層を有する積層体であるのが好ましく、積層体は、ポリオレフィン系樹脂からからなり、熱収縮率が異なる2層を含んでいるのが好ましい。
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、半導体ウエハの裏面研削時に表面保護シートとして好適に使用することができる。
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートによれば、半導体ウエハを湾曲させることなく極薄にまで裏面研削を行うことが可能である。しかも、本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、安価、かつ簡易に製造することができ、大口径ウエハを極薄にまで研削する際も、湾曲を生じることなく作業を行うことが可能であるため、本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートを使用して裏面研削作業を行うと、生産性が向上する。
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、60℃で10分間放置後の粘着シート又は基材の熱収縮率が2%以下、好ましくは1.5%以下、さらに好ましくは1.0%以下である。粘着シート又は基材の熱収縮率が前記範囲内であると、例えば半導体ウエハの裏面研削工程等においてバックグラインドシートとして使用した場合は、裏面研削作業やその後の処理工程での熱によって発生する粘着シートの内部応力(残留応力)が極め小さいため、裏面研削工程の前後を通して粘着シートが湾曲することなく、半導体ウエハを平らな状態に保持することができる。なお、熱収縮率は、以下のように測定される。粘着シート又は基材を所定の大きさに切断し、縦の長さの初期値A及び、横方向の長さの初期値A′をノギスを使用して精密に測定する。サンプルを60℃の環境に10分間放置後、縦方向の熱収縮後の長さB及び横方向の熱収縮後の長さB′をそれぞれ測定し、以下の式により縦方向の熱収縮率C及び横方向の熱収縮率C′をそれぞれ算出し、CとC′のうち値の大きい方を粘着シート又は基材の熱収縮率と定義する。
C(%)=(A−B)/A×100
C′(%)=(A′−B′)/A′×100
粘着シート又は基材の熱収縮率は、基材や粘着剤の種類、及びそれらの組み合わせを選択することにより上記範囲内に調整することができる。
本発明の粘着シートは、応力緩和性に優れており、具体的には引張試験における2%伸張時の応力緩和率が、1分後で20%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上である。また、2%伸張時の10分後の応力緩和率は25%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上である。粘着シートの応力緩和率が上記範囲内であると、被着体に貼付後の応力緩和率が極めて小さいため、被着体である半導体ウエハを厚さ75〜150μm、あるいはそれ未満の極薄にまで研削した場合であっても、半導体ウエハを湾曲させずに保持することができる。なお、上記応力緩和率は、以下のように算出される。所定長さの粘着シートサンプルを、速度200mm/minで引っぱり、2%伸張時の応力Kと、伸張停止1分後の応力Lとから(K−L)/K×100により算出する。粘着シートの応力緩和率は、基材や粘着剤の種類、及びそれらの組み合わせを選択することにより上記範囲内に調整することができる。
本発明の粘着シートは、2%伸張直後の単位面積あたりの応力が4.5N/mm2以下、好ましくは3.5N/mm2以下、更に好ましくは3.0N/mm2以下である。粘着シートの伸張直後の単位面積あたりの応力が上記範囲であると、貼付時のテンションによって被着体である半導体ウエハに反り(湾曲)が発生するのを予防することができる。なお、伸張直後の単位面積あたりの応力は以下のように算出される。所定長さの粘着シートを、15mm幅に切断し、室温にて速度200mm/minで2%引っ張った直後の応力を測定する。2%伸張時の応力Aと、粘着シート又は基材の総厚B(mm)とからA/(15×B)[N/mm2]により算出する。なお、粘着シートの粘着面がセパレーター等によって被覆されている場合は、測定はセパレーターを剥離した状態で行う。粘着シートの2%伸張直後の単位面積あたりの応力は、基材や粘着剤の種類及びそれらの組み合わせを選択することにより上記範囲内に調整することができる。
本発明の粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験における伸び率は、2%以下、好ましくは1.5%以下、更に好ましくは1.0%以下である。伸び率が上記範囲内にあり、貼り付け時に伸張されない特性を有する本発明の粘着シートは、テープ貼付工程により発生する内部応力がほとんどなく粘着シートの残留応力が極めて小さいので、被着体である半導体ウエハを極薄に研削した際にも湾曲(反り)を発生しない。伸び率は、以下のように測定される。所定長さに切断した粘着シートの縦の長さα及び横の長さα′をノギスで精密に測定し、2kgゴムローラを用い、10cm/秒の速度にてテンションをかけず、300mmシリコンウエハに貼付を行う。その後、貼付後の粘着シートの縦の長さβ及び横の長さβ′を測定し、以下の式により縦方向の伸び率γ及び、横方向の伸び率γ′を計算する。
γ(%)=(β−α)/α×100
γ′(%)=(β′−α′)/α′×100(%)
縦方向の伸び率γと横方向の伸び率γ′のうち値の大きい方を粘着シートの伸び率とする。なお、粘着シートの貼り付け前の長さの測定は、粘着シートの粘着面がセパレーター等により被覆されている場合は、セパレーター等を剥離した状態で行うものとする。粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験における伸び率は、基材や粘着剤の種類及びそれらの組み合わせを選択することにより上記範囲内に調整することができる。
半導体ウエハの裏面研削工程で使用する粘着シートの湾曲(反り)の発生は、上述の熱収縮率、伸張後の応力緩和率、伸張時の単位面積あたりの応力、貼り付け時の伸び率の諸特性と密接な関係にあり、これらの特性のうち、いずれか1が上述の範囲を満たすものであれば粘着シートの反りは大幅に抑制されるが、複数の特性において上述の範囲を満たすものであればさらに好ましい。特に、60℃で10分放置後の熱収縮率が2%以下であることは、半導体ウエハの裏面研削工程において反りを抑制するために重要である。従って、例えば60℃で10分放置後の熱収縮率が2%以下であり、かつ2%伸張時の応力緩和率が1分後に20%以上である粘着シートや、60℃で10分放置後の熱収縮率が10分後に2%以下であり、かつ2%伸張後の単位面積あたりの応力が4.5N/20mm2である粘着シート、あるいは60℃で10分放置後の熱収縮率が2%以下であり、かつ、貼付時の伸び率が2%以下である粘着シートは、半導体ウエハの裏面研削時に使用する表面保護シートとして好適である。熱収縮率、伸張後の応力緩和率、伸張時の単位面積あたりの応力、シリコンウエハへの貼り付け時の伸び率の全てにおいて上記範囲を満たす粘着シートであれば、半導体ウエハの裏面研削時に、表面保護シートとして使用する粘着シートとして特に好ましい。
[粘着剤]
本発明の粘着シートの粘着剤層を構成する粘着剤は、得られる粘着シートが前述の諸特性を満足する限り特に制限されず、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリアミド系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等公知の粘着剤の中から適宜選択することができる。これらの中で、アクリル系重合体をベースポリマーとするアクリル系粘着剤は、耐熱性、耐候性など種々の特性に優れ、アクリル系重合体を構成するモノマー成分の種類等を選択することにより、所望の特性を発現させることが可能であるため、好適に使用できる。
アクリル系粘着剤のベースポリマーであるアクリル系重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主モノマー成分として構成される。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどの(メタ)アクリル酸C1-20アルキルエステル(好ましくは(メタ)アクリル酸C2-12アルキルエステル、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸C1-8アルキルエステル)などを使用できる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは1種又は2種以上を選択して使用することができる。
アクリル系重合体は、凝集力、耐熱性、架橋性などの改質を目的として、必要に応じて(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他の単量体成分に対応する単位を含んでいてもよい。このような単量体成分としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー;(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチルメタクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクロイルホスフェートなどのリン酸基含有モノマー、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メチロールプロパン(メタ)アクリルアミドなどの(N−置換)アミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマー;(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系モノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマー;N−(メタ)アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−6−オキシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アクリロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドなどのスクシンイミド系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、N−ビニルピロリドン、メチルビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルピペリドン、ビニルピリミジン、ビニルピペラジン、ビニルピラジン、ビニルピロール、ビニルイミダゾール、ビニルオキサゾール、ビニルモルホリン、N−ビニルカルボン酸アミド類、スチレン、α−メチルスチレン、N−ビニルカプロラクタムなどのビニル系モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノアクリレート系モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有アクリル系モノマー;(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシエチルグリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどのグリコール系アクリルエステルモノマー;(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、フッ素(メタ)アクリレート、シリコーン(メタ)アクリレートなどの複素環、ハロゲン原子、ケイ素原子などを有するアクリル酸エステル系モノマー;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ジビニルベンゼン、ブチルジ(メタ)アクリレート、ヘキシルジ(メタ)アクリレートなどの多官能モノマー;イソプレン、ジブタジエン、イソブチレンなどのオレフィン系モノマー;ビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマー等が挙げられる。これらの単量体成分は1種又は2種以上を使用することができる。
アクリル系共重合体は、上述の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、必要に応じてその他の単量体を公知適宜な方法により重合に付すことにより製造できる。アクリル系共重合体の分子量等は特に制限されないが、例えば、重量平均分子量100000〜2000000、好ましくは150000〜1000000、さらに好ましくは300000〜1000000の範囲であるものを使用できる。
粘着剤は、エネルギー線重合性化合物を添加することや、ベースポリマーにエネルギー線重合性二重結合を導入することによりエネルギー線硬化型粘着剤とすることもできる。エネルギー線硬化型粘着剤を使用した粘着剤層は、エネルギー線照射前には十分な接着力を発現するが、エネルギー線照射後には接着力が著しく低下し、被着体にストレスを与えることなしに容易に剥離することが可能である。なお、エネルギー線としては、例えば紫外線や電子線などが挙げられる。
上記エネルギー線重合性化合物としては、エネルギー線重合性炭素−炭素二重結合を分子中に2以上有する化合物を使用することができる。このような化合物としては、例えば多官能アクリレート系化合物が挙げられる。具体的には、例えば、1,4−ブチレンジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレートやポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの直鎖状脂肪族ポリオールの(メタ)アクリレート;シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートなどの脂環式基を有する脂肪族ポリオールの(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの分岐鎖状脂肪族ポリオールの(メタ)アクリレートやこれらの縮合物(ジトリメチロールプロパンテトラクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなど)が挙げられる。
エネルギー線重合性化合物としてはまた、例えば、ウレタンアクリレート系オリゴマーなどの多官能アクリレート系オリゴマーを使用することもできる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、例えば、ジイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応により得られたウレタンオリゴマーに、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを反応させて得られる。上記ジイソシアネート化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどを例示できる。上記ポリオール化合物としては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、グリセリン等の多価アルコール類などの他、前記多価アルコール類と、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸などの脂肪族ジカルボン酸又はテレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸との縮合反応により得られるポリエステル系ポリオール化合物;ポリエチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール等のポリエーテル系ポリオール化合物;ポリカプロラクトングリコール、ポリプロピオラクトングリコール、ポリバレロラクトングリコール等のラクトン系ポリオール化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール等の多価アルコールと、ジエチレンカーボネート、ジプロピレンカーボネート等との脱アルコール反応により得られるポリカーボネート系ポリオール化合物が挙げられる。ヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
エネルギー線重合性化合物を使用する際の使用量は、ベースポリマー100重量部に対して、例えば5〜200重量部、好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは10〜45重量部の範囲から選択することができる。
エネルギー線重合性化合物として、例えば、1分子中に存在する平均の反応部位が5官能以上存在するような場合は、結果として体積収縮率が高くなり、粘着シートの熱収縮率が大きくなったり、エネルギー線照射後の粘着剤収縮により粘着シートに反りを生じる場合がある。
粘着剤にエネルギー線硬化性を付与するために、ベースポリマーにエネルギー線重合性二重結合を導入する場合であれば、例えば、ベースポリマーであるアクリル系ポリマーを調製する際に、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基などの反応性官能基を有する共重合性モノマーを共重合させることによりベースポリマーに反応の基点となる官能基を導入し、エネルギー線重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性モノマーあるいはオリゴマーを前記反応の基点となる官能基を介して結合させることにより、側鎖にエネルギー線重合性炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーが得られる。
エネルギー線硬化型粘着剤は、必要に応じて光重合開始剤を含んでいてもよい。光重合開始剤はエネルギー線を照射することにより励起、活性化してラジカルを生成し、粘着剤層の効率的な重合硬化反応を促進する。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル系開始剤;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3,3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系開始剤;α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、α−ヒドロキシ−α,α′−ジメチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン等の芳香族ケトン系開始剤;ベンジルジメチルケタール等の芳香族ケタール系開始剤;チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−ドデシルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系開始剤、ベンジル等のベンジル系開始剤、ベンゾイン等のベンゾイン系開始剤の他、α−ケトール系化合物(2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノンなど)、芳香族スルホニルクロリド系化合物(2−ナフタレンスルホニルクロリドなど)、光活性オキシム化合物(1−フェノン−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなど)、カンファーキノン、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド、アシルホスフォナートなどが挙げられる。なお、光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
粘着剤は、ベースポリマーとしてカルボキシル基などの酸性基を有するポリマーを使用し、中和剤を添加してベースポリマー中の酸性基の全部又は一部を中和することにより親水性を付与した親水性粘着剤としてもよい。親水性粘着剤は一般に被着体への糊残りが少なく、また、糊残りが生じた場合であっても、純水で洗浄することにより簡易に除去することができる。酸性基を有するポリマーは、ベースポリマーを調製する際に上述のカルボキシル基含有モノマー等の酸性基を有する単量体を共重合することにより得られる。中和剤としては、例えば、モノエチルアミン、モノエタノールアミンなどの1級アミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミンなどの2級アミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、N,N,N′−トリメチルエチレンジアミン、N−メチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルヒドロキシルアミンなどの3級アミン等、アルカリ性を示す有機アミノ化合物を使用することができる。
粘着剤は、必要に応じて架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤としては、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、金属アルコキシド系架橋剤、金属キレート系架橋剤、金属塩系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン系架橋剤などの架橋剤を使用することができ、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤を好適に使用することができる。エポキシ系架橋剤としては、例えば、N,N,N′,N′−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、ジグリシジルアニリン、1,3−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、トリグリシジル−トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノール−S−ジグリシジルエーテルの他、分子内にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ樹脂などが挙げられる。また、イソシアネート系架橋剤としては、例えば、1,2−エチレンジイソシアネート、1,4−ブチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの低級脂肪族ポリイソシアネート類;シクロペンチレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート類、;2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート類などが挙げられる。
粘着剤層は、上記粘着剤をナイフコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなど、適宜な方法で基材上に塗布することにより形成することができる。また、例えば表面に離型処理を施したフィルムなど、適宜なキャスト用工程シート上に粘着剤層を形成し、該粘着剤層を基材上に転写してもよい。粘着剤層の厚みは特に制限されないが、好ましくは10μm以上(例えば、10〜200μm)、さらに好ましくは15μm以上(例えば、15〜100μm)、特に好ましくは18μm以上(例えば、18〜50μm)である。粘着剤層の厚みが上記範囲内であると、基材の応力を軽減し、粘着シートの応力緩和率が向上する。
粘着剤層の弾性率は、1.0×104〜1.0×107の範囲であるのが好ましい。弾性率が上記範囲外であると、半導体ウエハの裏面研削加工用粘着シートとしての用途に適した粘着特性が発現されないことがあり、好ましくない。なお、粘着剤としてエネルギー線硬化型粘着剤を使用する場合は、上記弾性率は硬化前(エネルギー線照射前)の粘着剤層の弾性率である。
[基材]
基材は、上述の熱収縮率、応力緩和率、単位面積あたりの応力及び貼付時の伸び率の各値が所望の範囲となるように適宜選択して使用することができ、特に制限されないが、例えば、樹脂(プラスチック)性のフィルムを使用することができる。樹脂製フィルムを構成する樹脂としては、硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など)であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく特に制限されない。具体的には、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、(メタ)アクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、セルロース樹脂、及びこれらの架橋体などのポリマーが挙げられる。これら材料は必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、上述の樹脂中に、炭酸カルシウム、シリカ、雲母などの無機フィラー、鉄、鉛等の金属フィラー、顔料や染料等の着色剤等の添加物が含有されていてもよい。基材を構成する材料としては、熱可塑性エラストマーなどの応力緩和特性が大きい樹脂を使用すると、粘着シートの応力緩和率向上の点から好ましい。基材は、単層フィルムであってもよく、各樹脂の長所を生かした積層体(多層フィルム)であってもよい。
積層体としては、中心層と、中心層の少なくとも片面に設けられた表面層とからなる積層フィルムを例示できる。表面層は、好ましくは中心層の両面に設けられており、表面層/中心層/表面層の三層を有する。中心層及び表面層を構成する材料としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(ランダム、交互)共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体などのポリオレフィン系樹脂や、これらに1〜80Mradの電子線又はγ線を照射したものを使用するのが好ましい。中心層と表面層のそれぞれを構成する材料はこれらポリオレフィン系樹脂の中から、熱収縮率が異なっており、各層が互いに緩衝しあうことにより基材全体の熱収縮率が抑制されるように選択されるのが好ましい。このような組み合わせとしては、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンが挙げられ、特に結晶性ポリエチレンと、非晶性ポリプロピレンとの組み合わせが好ましい。ポリエチレンとポリプロピレンとからなる積層体を基材として使用する場合は、基材の粘着剤層と接する側にポリエチレンからなる層を設けるのが投錨性の点から好ましい。積層体が中心層の両側に表面層を有する形態である場合は、2つの表面層は同一種類の材料から構成されているのが好ましい。
積層体を構成する各層の厚みの比は、特に制限されないが、中心層の厚みは表面層の厚みよりも大きいほうが好ましく、その厚みの比は、例えば一方の表面層:中心層=1:12〜3:5の範囲から選択することができ、好ましくは1:10〜3:10の範囲から選択することができる。なお、中心層の両面に表面層を有する場合の一方の表面層と他方の表面層の厚みは、同一であってもよく、異なっていてもよい。一方の表面層の厚みと、他方の表面層の厚みの比は例えば、1:1〜1:5の範囲から選択できるが、2つの表面層の厚みは同一である方が好ましい。これらの中で、表面層:中心層:表面層=2:9:2の厚み比を有する多層フィルムを特に好適に使用することができる。中心層と表面層の間には、必要に応じて適宜な中間層が設けられていてもよい。中間層としては、例えば層間の密着力を向上させるための接着層や下塗り層を例示できる。
基材の製膜方法は特に制限されないが、例えば、ペレット状の樹脂を溶融し、押出製膜機にてフィルム化する方法、Tダイやインフレーション法による押し出し成形やカレンダー法により製造する方法などを例示できる。基材の熱収縮率は、製膜工程での温度条件に大きく依存するため、粘着シート又は基材の熱収縮率を2%以下にするためには、製膜工程に延伸工程を含まない基材を選択することが望ましい。基材の上面、すなわち粘着剤層が設けられる側の面には粘着剤との密着性を向上するために、慣用の表面処理、例えば、コロナ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的方法による酸化処理などが施されていてもよい。
基材の厚みは、例えば、30〜1000μm、好ましくは40〜800μm、さらに好ましくは50〜500μm、特に好ましくは100〜200μmの範囲から選択することができる。基材又は粘着シートの物性が上述の範囲内となるように選択することができる。
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、上述のように基材上に粘着剤層を設けてなり、粘着剤層は必要に応じて適宜なセパレーターにより保護されていてもよい。また、半導体ウエハ加工用粘着シートは、ロール状に巻回された形態を有していてもよく、シート状の形態を有していてもよい。また、シート状、テープ状などの形態を有することができる。
上述のようにして得られた本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、例えば電子部品など種々の被着体の表面保護用シート等として使用することができ、その用途は特に制限されない。本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、反りが発生しにくく、被着体に貼付後も平らな状態を保持できるため、極薄半導体ウエハ等のわずかな力によっても湾曲したり、破損しやすい被着体の保管、移送あるいは加工時における表面保護シートとして好適に使用できる。また、シリコンウエハの鏡面研削時の保護用としても好適に使用でき、その他、半導体ウエハ加工の各工程において、加工用粘着シートとして好適に使用できる。特に、半導体ウエハを極薄にまで研磨する際に半導体ウエハの回路面を保護するための保護用粘着シート(バックグラインドシート)として好適である。
半導体ウエハの裏面研削工程においては、まず、本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートの粘着剤層をウエハ表面(パターン回路形成面)に貼付する。この貼付工程は、ラミネーターと呼ばれる装置を用いて極力張力をかけないように行われるが、完全に張力をかけずに貼付を行うことは実質的に不可能である。従って、従来公知の粘着シートではこの際の張力が粘着シート中に残留応力として蓄積し、半導体ウエハの反りや破損を引き起こすが、本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、貼り付け時の伸び率が小さいため内部応力が減衰する。
次いで、ウエハ裏面をグラインダー等により、所定の厚さ(例えば50〜200μm)になるまで研削し、必要に応じてエッチング等による化学研削を行う。この際、半導体ウエハ加工用粘着シートは、半導体ウエハを固定する役割と、半導体ウエハ表面(パターン回路形成面)を保護し、ウエハ表面が汚れたり破損するのを防止する役割とを担う。従来、ウエハ裏面研削工程及び研削後の処理工程において発生する熱により粘着シートが熱収縮することや、上述した粘着シート中に蓄積した残留応力やこれらの相乗作用により、被着体である極薄ウエハを湾曲させること(反りの発生)が問題となっていた。なお、このような熱収縮や反りの問題は、粘着シート中の基材に起因して発生している場合が多い。本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートは、反りの発生の原因である熱収縮、粘着シートの伸張により発生する応力、応力緩和性、貼り付け時の粘着シートの伸びなどの問題のうち、少なくともいずれかを改善しているため、ウエハを極薄にまで研削しても、ウエハを湾曲させず、平らな状態を保持することができる。特に、反りが発生しやすい大口径半導体ウエハの極薄までの研削加工においても反りを生じることなく作業を行うことができる。
ウエハ裏面研削工程終了後、半導体ウエハ加工用粘着シートを被着体から剥離する際には、半導体ウエハを破損したり、糊残りを生じることなく剥離することが望ましい。本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートの粘着剤層をエネルギー線硬化型粘着剤で形成した場合には、粘着シートの裏面(基材の側)からエネルギー線(紫外線、電子線など)を照射して、粘着剤層の粘着力を低下させることにより、被着体に糊残りを生じたり、被着体を破損することなしに簡易に剥離することができる。
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
(実施例1)
アクリル酸ブチル97重量部、メタクリル酸メチル2重量部、アクリル酸3重量部をトルエン中で溶液重合法により共重合して重量平均分子量55万のアクリル系ポリマーを得た。該アクリル系ポリマー100重量部にエポキシ系架橋剤(三菱ガス化学(株)製;商品名「TETRAD C」)0.3重量部を混合し、粘着剤組成物Aを得た。粘着剤組成物Aをキャスト用工程シート(厚み50μmの東レ社製PETフィルム)上に、乾燥後の厚みが20μmとなるようにファウンテンダイ方式により塗工し、粘着剤層を形成した。 基材として、ポリエチレン/非晶ポリプロピレン/ポリエチレンの3層からなる厚み150μmの積層フィルムAを押出機にて共押出により作製した。なお、積層フィルムAの各層の厚みの比は、ポリエチレン:非晶プロピレン:ポリエチレン=2:9:2である。積層フィルムA上に粘着剤層Aを転写によりラミネートした後、40℃×24時間熟成し、粘着シートAを得た。
(実施例2)
アクリル酸エチル50重量部、アクリル酸ブチル50重量部、アクリル酸5重量部をトルエン中で共重合させ、重量平均分子量65万のアクリル系ポリマーを得た。該アクリル系ポリマー100重量部に対して、UV硬化型オリゴマー(日本合成化学製;商品名「UV−1700」)20重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業製;商品名「コロネートL」)1重量部、光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ製;商品名「イルガキュア651」)3重量部を混合し、エネルギー線硬化型アクリル系粘着剤組成物Bを得た。
粘着剤組成物Aに替えて粘着剤組成物Bを使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、エネルギー線硬化型粘着シートBを得た。
(実施例3)
基材として、厚さ50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製;商品名「200H」)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着シートCを得た。
(比較例1)
基材として、酢酸ビニルの含有量が17重量%であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を溶融後、押出機で押出成形することにより得られた厚さ150μmの単層フィルムを使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い粘着シートDを得た。
(比較例2)
基材として、アクリル樹脂(クラレ(株)製;商品名「パラペットSA」)100重量部にポリメチルメタクリレート(Ardrich製PMMA樹脂)3重量部を添加して、溶融後、押出機で押出成形することにより得られた厚さ150μmの単層フィルムを使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、粘着シートEを得た。
(試験評価)
実施例及び比較例で得られた粘着シートに対し、以下の試験評価を行った。なお、結果を表1に示す。
[熱収縮率]
実施例及び比較例で得られた粘着シートを、一辺の長さが200mmの正方形に切断してサンプルとし、精密ノギスでサンプルの粘着剤塗工方の長さA及び、Aの垂直方向の長さA’を測定した。サンプルを60℃の環境に10分間放置後、放置後のサンプルの粘着剤塗工方向の長さB及び、Bの垂直方向の長さB’を測定した。(A−B)/A×100(%)及び(A’−B’)/A’×100を算出し、値が大きい方を粘着シートの熱収縮率と定義した。
[応力緩和率]
実施例及び比較例で得られた粘着シートを、幅15mm、長さ30mmに切り出し、試験片とした。この試験片を、万能型引張試験機を用いて速度200mm/minで引っ張り、2%伸張時の応力Kと、伸張停止の1分後の応力Lを測定し、応力緩和率(%)=(K−L)/Kにより算出した。
[伸張後の単位面積あたりの応力]
実施例及び比較例で得られた粘着シートを、幅15mm、長さ300mmに切り出し、試験片とした。この試験片を、万能型引張試験機を用いて室温にて速度200mm/minで2%引っ張った直後の応力を測定した。2%伸張時の応力P(N)と、粘着シートの総厚みQ(mm)とから、単位面積あたりの応力=P/(15×Q)により算出した。
[ウエハ貼付時の伸び率]
実施例及び比較例で作製した粘着シートを、幅20cm、長さ25cmに切断し試験片とした。粘着剤層の粘着面を露出した状態で、精密ノギスを用いてサンプルの幅α及び、長さα′を測定した。サンプルを、300mmシリコンウエハ表面に2kgゴムローラーを用いて速度10cm/秒でテンションをかけずに貼り付けた。貼付後のサンプルの幅β及び、長さβ′を測定し、幅方向の熱収縮率γ(%)=(β−α)/α×100及び長さ方向の熱収縮率γ′(%)=(β′−α′)/α′×100を算出し、γとγ′のうち値の大きい方を延着シートのウエハ貼付時の伸び率とした。
[ウエハの反り]
シリコンウエハ(直径200mm、厚さ750μm)に、実施例及び比較例で得られた粘着シートを、テープマウンター(日東精機製;DR−8500−II)を用いて貼り付け、研削機(ディスコ社製;DFD−8560)を用いて、シリコンウエハの厚みが90μとなるまで研削した。研削後、粘着シートを除去せずに、シリコンウエハをJIS B 7513に準拠した平面度1級の精密検査用の定盤上に乗せ、シリコンウエハの高さを定盤をゼロ地点とし、20カ所で測定した。ウエハの反りは、シリコンウエハの高さの最大値とシリコンウエハの高さの最小値の差として求めた。
Figure 2008047558

Claims (9)

  1. 基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、60℃で10分間放置後の該粘着シート又は基材の熱収縮率が2%以下である半導体ウエハ加工用粘着シート。
  2. 基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートの引張試験において、2%伸張時の応力緩和率が、1分後に20%以上である半導体ウエハ加工用粘着シート。
  3. 基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートの引張試験において、2%伸張時の応力緩和率が、10分後に25%以上である請求項2記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
  4. 基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートの引張試験において、2%伸張直後の単位面積あたりの応力が、4.5N/20mm2以下である半導体ウエハ加工用粘着シート。
  5. 基材上に粘着剤層を設けてなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、該粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験において、粘着シートの伸び率が2%以下であることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート。
  6. 粘着シートのシリコンウエハへの貼付試験において、粘着シートの伸び率が2%以下である請求項1に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
  7. 基材が、異なる材料からなる2以上の層を有する積層体である請求項1〜6いずれかの項に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
  8. 積層体が、ポリオレフィン系樹脂からなり、熱収縮率が異なる2層を含む請求項7に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
  9. 半導体ウエハの裏面研削時に、表面保護シートとして使用する請求項1〜8何れかの項に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
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